一种SMA沥青路面改性疏水材料及其制备方法和应用

本发明涉及钢渣表面改性，尤其涉及一种sma沥青路面改性疏水材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在交通建设的急速发展带动了经济的增长，我国近几年公路总里程和公路网密度一直处于攀升的状态，公路建设的大规模发展，给中国经济安上了加速器，也给人们的工作和生活带来了极大的便利，沥青混合料作为道路施工材料的主要类型，在公路路面的施工和改造中得到了广泛应用。与传统的路用玄武岩、石灰岩碎石不同，钢渣在经历熔炼过程后表面粗糙、具有较多孔隙，其吸附液态物质的能力较强，且钢渣成分中含有水化活性极高的f-cao、f-mgo等，若未经过相应的表面改性预处理，钢渣内部的多种金属氧化物组分在路面服役过程中容易发生水化反应，形成多种水化产物并出现膨胀现象，对路面结构造成不可挽回的损害。此外，在雨水侵蚀后，钢渣内部的重金属离子将随径流渗入周围土壤，危及当地的水资源与自然环境。

2、要在路面材料领域推广应用钢渣材料，首要问题即解决其表面的防水改性处理。工程应用中通常采用自然陈化的方法使得钢渣中的f-cao完全发生水化反应，主要有浸泡和喷洒暴晒循环处理两种工艺，但是这两种方法通常耗费大量时长，占用大量的堆放场地，对钢渣的资源化利用极为不利。

3、因此，针对上述问题，提出一种sma沥青路面改性疏水材料及其制备方法和应用，来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，研制一种sma沥青路面改性疏水材料及其制备方法和应用，本发明采用疏水材料对钢渣进行改性，制备工艺简单可操作，对场地以及设备的要求低，材料环保且易得，所生产的sma钢渣沥青混合料具有良好的水稳性。

2、本发明解决技术问题的技术方案为：本发明提供了一种sma沥青路面改性疏水材料，改性疏水材料包括组分1和组分2，按重量份计，组分1包括：蒸馏水260～300份、甲基硅酸钾溶液240～280份、阴离子型乳化沥青15～20份、聚二甲基硅氧烷3～5份、甲基硅油2～4份和双十六烷基磷酸酯10～16份；组分2包括：乙醇水溶液100～120份、聚丙烯酸酯乳液34～40份和甲基丙烯酰氧基硅烷20～24份。

3、具体地，甲基硅酸钾溶液按质量份计固体含量为40%～45%；其中上述甲基硅酸钾的制备方法为：用甲基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷在水中进行水解，再与koh水溶液混合，制备得到甲基硅酸钾：

4、。

5、具体地，甲基硅酸在水和二氧化碳中聚合成聚甲基硅氧烷，其反应式为：

6、。

7、一种根据上述任一项所述的sma沥青路面改性疏水材料的制备方法，采用以下步骤，

8、s1、按重量份数将甲基硅酸钾溶液、阴离子型乳化沥青、聚二甲基硅氧烷、甲基硅油和双十六烷基磷酸酯加入蒸馏水中，搅拌，制得组分1；

9、s2、按重量份数将聚丙烯酸酯乳液、甲基丙烯酰氧基硅烷加入乙醇水溶液中，搅拌，制得组分2；

10、s3、将组分2加入组分1中，搅拌得到改性疏水材料。

11、具体地，s1中，搅拌转速为1000rpm，搅拌时间为25min；s2中，搅拌转速为800rpm，搅拌时间为10min；s3中，搅拌转速为300rpm，搅拌时间为10min。

12、一种根据上述制备方法制备的sma沥青路面改性疏水材料的应用，上述改性疏水材料应用于处理钢渣，处理钢渣采用以下步骤，

13、s1、选出钢渣粗集料，清洗表面浮尘后放入烘箱烘干至恒重；

14、s2、将烘干后的钢渣粗集料置于改性疏水材料中浸泡，捞出后在室温下凝结固化，将固化后的钢渣粗集料保温，得到疏水性钢渣。

15、具体地，s1中，钢渣粗集料由钢渣通过2.36mm筛孔筛选得到。

16、具体地，s2中，钢渣粗集料在改性疏水材料中浸泡12h，捞出后在室温下凝结固化1d，固化后的钢渣粗集料在100℃±5℃的烘箱中保温2h，得到疏水性钢渣。

17、技术实现要素：中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：

18、1、本发明提供的改性疏水材料，能够有效隔离钢渣中活性成分与水的接触，降低钢渣吸水率与浸水膨胀率，抑制钢渣骨料自身膨胀；

19、2、本发明提供的改性疏水材料能增强沥青与集料的粘附性，增大沥青与钢渣的粘附功，降低剥落功，提高沥青混合料抵抗水损害的能力；

20、3、钢渣集料经过改性处理后得到疏水性钢渣，仍能保持其表面粗糙性，维持其原有强度；

21、4、本发明所采用的改性疏水材料所用成分环保易得，其制备无需特殊设备制备，成本低，生产工艺简便，实现了废弃资源的重新利用。

技术特征：

1.一种sma沥青路面改性疏水材料，其特征是：改性疏水材料包括组分1和组分2，按重量份计，组分1包括：蒸馏水260～300份、甲基硅酸钾溶液240～280份、阴离子型乳化沥青15～20份、聚二甲基硅氧烷3～5份、甲基硅油2～4份和双十六烷基磷酸酯10～16份；组分2包括：乙醇水溶液100～120份、聚丙烯酸酯乳液34～40份和甲基丙烯酰氧基硅烷20～24份。

2.根据权利要求1所述的sma沥青路面改性疏水材料，其特征是：甲基硅酸钾溶液按质量份计固体含量为40%～45%；其中上述甲基硅酸钾的制备方法为：用甲基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷在水中进行水解，再与koh水溶液混合，制备得到甲基硅酸钾：

3.根据权利要求1所述的sma沥青路面改性疏水材料，其特征是：甲基硅酸在水和二氧化碳中聚合成聚甲基硅氧烷，其反应式为：

4.一种根据权利要求1～3任一项所述的sma沥青路面改性疏水材料的制备方法，其特征是：采用以下步骤，

5.根据权利要求4所述的sma沥青路面改性疏水材料的制备方法，其特征是：s1中，搅拌转速为1000rpm，搅拌时间为25min；s2中，搅拌转速为800rpm，搅拌时间为10min；s3中，搅拌转速为300rpm，搅拌时间为10min。

6.一种根据权利要求4所述的制备方法制备的sma沥青路面改性疏水材料的应用，其特征是：上述改性疏水材料应用于处理钢渣，处理钢渣采用以下步骤，

7.根据权利要求6所述的制备的sma沥青路面改性疏水材料的应用，其特征是：s1中，钢渣粗集料由钢渣通过2.36mm筛孔筛选得到。

8.根据权利要求6所述的制备的sma沥青路面改性疏水材料的应用，其特征是：s2中，钢渣粗集料在改性疏水材料中浸泡12h，捞出后在室温下凝结固化1d，固化后的钢渣粗集料在100℃±5℃的烘箱中保温2h，得到疏水性钢渣。

技术总结本发明涉及钢渣表面改性技术领域，提供了一种SMA沥青路面改性疏水材料及其制备方法和应用，改性疏水材料包括组分1和组分2：组分1包括蒸馏水、甲基硅酸钾溶液、阴离子型乳化沥青、聚二甲基硅氧烷、甲基硅油和双十六烷基磷酸酯；组分2包括乙醇水溶液、聚丙烯酸酯乳液、甲基丙烯酰氧基硅烷；制备方法为制备组分1和组分2并将其混合得到改性疏水材料，改性疏水材料应用于处理钢渣，处理钢渣方法为选出钢渣粗集料、将钢渣粗集料置于改性疏水材料制备疏水性钢渣。改性疏水材料制备工艺简单可操作，对场地以及设备的要求低，材料环保且易得，可降低钢渣吸水率与浸水膨胀率，抑制钢渣骨料自身膨胀。技术研发人员：单景松,刘然舒,彭伟,郭世腾,张源受保护的技术使用者：山东科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26